KR100671240B1

KR100671240B1 - 효율적인 방열구조를 갖는 고광도 엘이디 램프 조립체

Info

Publication number: KR100671240B1
Application number: KR1020050028775A
Authority: KR
Inventors: 변준수
Original assignee: 주식회사 이노렉스테크놀러지
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2007-01-19
Also published as: KR20060106243A

Abstract

본 발명은 고광도의 엘이디(LED)를 이용한 램프 조립체에 관한 것으로, 특히 복수개의 엘이디가 부착된 기판의 전,후측에 투명의 커버렌즈와 알루미늄의 방열체를 결합하여 형성하되, 그 기판의 배면에는 열전모듈과 열전도체를 형성하여 방열체의 내측면과 면접되게 하고, 그 방열체의 외측면에는 중앙의 방열팬을 중심으로 방사상으로 방열핀을 형성하며, 그 방열핀의 상측에는 별도의 커버를 결합하여 완성함으로서,

고광도 엘이디로부터 발생하는 고온의 열이 상기 열전모듈 및 열전도체를 통해 알루미늄의 방열체로 신속하게 전도되게 하고, 전도된 열은 방열체 자체의 방열은 물론 상기 열전도체에 의해 집중된 고열을 방열팬과 방열핀을 통해 외부로 방출하여 매우 효과적인 방열작용이 이루어지게 함으로서, 고광도의 엘이디를 사용함에 있어 효과적인 방열에 의한 효율적인 설계 및 구조의 선택이 가능한 것이며, 다양한 분야에 모두 안정적으로 적용할 수 있는 특징을 갖는 효율적인 방열구조를 갖는 고광도 엘이디 램프 조립체에 대한 것이다.

엘이디, 램프, 방열체, 방열핀, 방열팬, 열전모듈, 단열재

Description

효율적인 방열구조를 갖는 고광도 엘이디 램프 조립체 {High intensity LED lamp assembly having effective heat racliation system}

도 1은 일반적인 엘이디 램프 조립체의 전체단면도

도 2는 본 발명에 의한 엘이디 램프 조립체의 분리사시도

도 3은 본 발명에 의한 엘이디 램프 조립체의 전체단면도

도 4는 본 발명에 의한 엘이디 램프 조립체의 요부확대 사시도

도 5는 본 발명에 의한 엘이디 램프 조립체의 방열커버 평면도

도 6은 본 발명에 의한 엘이디 램프 조립체의 방열작용 상세도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 내측공간 2,2' : 고광도 엘이디

3 : 알루미늄 기판 4 : 열전모듈

5 : 열전도체 6,6' : 단열재

10 : 커버렌즈

20 : 방열체 21 : 요홈부

22,22' : 방열핀 23,23' : 방열부

24 : 배수공

30 : 방열팬

40 : 덮개

50 : 내부렌즈

본 발명은 고광도의 엘이디(LED)를 이용한 램프 조립체에 관한 것으로, 특히 고열이 발생하는 엘이디의 열기를 신속하게 방출하여 자동차용 헤드램프나 리어 콤비네이션 램프 및 가로등, 각종 조명등으로 사용할 수 있게 한 효율적인 방열구조를 갖는 고광도 엘이디 램프 조립체에 대한 것이다.

일반적으로 자동차의 헤드램프나 리어 콤비네이션 램프 및 가로등을 포함한 각종 조명등은 일반적인 벌브(Bulb)를 광원으로 사용하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 벌브는 사용수명이 짧고 내충격성이 떨어지므로, 근자에 들어서는 사용수명이 크게 연장되면서도 내충격성이 뛰어난 고광도의 엘이디를 광원으로 사용하는 추세에 있다.

특히, 상기한 바와 같은 고광도의 엘이디는 주지한 바와 같이 자동차의 헤드램프나 리어 콤비네이션 램프 및 가로등을 포함한 각종 조명등의 광원으로 사용될 수 있는 것으로서, 그 적용범위가 매우 광범위하다 할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같은 고광도의 엘이디는 점등시 매우 높은 열이 발생하므로, 고열의 발열온도에 의해 이를 적용 및 설계하는데 많은 어려움이 있는 것이다.

따라서, 종래에는 도 1의 도시와 같이 다수개의 엘이디(100)(100')가 부착된 기판(101)의 배면에 위치하는 본체(102)를 금속재로 형성하거나, 그 본체에 복수개의 방열 및 대기순환공(103)(103')을 형성하여 자연 방열에 의해 엘이디로부터 발생하는 열을 방열시키고 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 자연 방열에 의한 엘이디 램프 조립체는 그 방열량에 한계가 있고, 방열되는 열량보다 엘이디에서 발생하는 열량이 더 높아 그 램프 조립체가 지속적으로 가온되는 형태를 갖고 있으므로, 제품 설계시 고가의 난연, 불연재질의 선택은 물론 고온에서도 열변형이나 수축 등이 발생하지 않는 수지 또는 금속재를 사용하여야 하는 비경제적인 문제점이 있는 것이며,

특히, 엘이디 및 각종 전기접속기구 등은 고온으로부터 취약성능을 갖고 있으므로 이들의 사용수명을 단축시키는 원인이 되고 있는 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 복수개의 엘이디가 부착된 기판의 전,후측에 투명의 커버렌즈와 알루미늄의 방열체를 결합하여 형성하되, 그 기판의 배면에는 열전모듈과 열전도체를 형성하여 방열체의 내측 면과 면접되게 하고, 그 방열체의 외측면에는 중앙의 방열팬을 중심으로 방사상으로 방열핀을 형성하며, 그 방열핀의 상측에는 별도의 커버를 결합하여 완성함으로서,

고광도 엘이디로부터 발생하는 고열이 상기 열전모듈 및 열전도체를 통해 알루미늄의 방열체로 신속하게 전도되게 하고, 전도된 열은 방열체 자체의 방열은 물론 상기 열전도체에 의해 집중된 고열을 방열팬과 방열핀을 통해 외부로 방출하여 매우 효과적인 방열작용이 이루어지게 함으로서, 고광도의 엘이디를 사용함에 있어 효과적인 방열에 의한 효율적인 설계 및 구조의 선택이 가능한 것이며, 다양한 분야에 모두 안정적으로 적용할 수 있는 특징을 갖는 효율적인 방열구조를 갖는 고광도 엘이디 램프 조립체를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 엘이디 램프 조립체의 분리사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 엘이디 램프 조립체의 전체단면도이다.

투명의 커버렌즈(10)와 알루미늄재로 된 방열체(20)를 결합하여 그 내측공간(1)을 형성하고, 그 내측공간(1)에는 복수개의 고광도 엘이디(2)(2')가 커버렌즈(10)를 향하여 부착되어진 알루미늄 기판(3)을 내장하되,

알루미늄 기판(3)의 배면 중앙에는 열전모듈(4)을 면접촉되게 부착하고, 그 열전모듈(4)의 일측에는 금속재의 열전도체(5)를 부착하여 그 열전도체(5)의 일면 이 상기 방열체(20)의 저면에 면접촉되게 하며,

상기 알루미늄 기판(3)의 배면과 방열체(20) 내측의 공간부에는 단열재(6)(6')를 충전하여 되며,

상기 방열체(20)의 외측 중앙에는 요홈부(21)를 형성하고, 그 요홈부(21)에는 방열팬(30)을 장착하며, 상기 요홈부(21)를 기준으로 방열체(20)의 외측면에는 복수개의 방열핀(22)(22')이 요홈상으로 형성된 방열부(23)(23')를 사방으로 형성하고, 상기 방열팬(30)과 방열부(23)(23')의 일부를 커버링하는 별도의 덮개(40)를 상기 방열체(20)의 중앙에 결합하여 구성된 것이다.

특히, 상기한 방열부(23)(23')의 방열핀(22)(22')은 그 중앙으로부터 외측으로 점차 하향의 경사상으로 형성하여 빗물의 유입을 방지할 수 있도록 설계하고,

상기 요홈부(21)로부터 외측으로 횡상으로 관통된 배수공(24)을 형성하여, 요홈부(21)로 유입된 빗물이 용이하게 배수되도록 설계할 수도 있는 것이다.

도면 중 미설명 부호 50은 내부렌즈이다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명 고광도 엘이디 램프 조립체의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 엘이디 램프 조립체는 투명의 커버렌즈(10)와 알루미늄재로 된 방열체(20)의 내측에 다수개의 고광도 엘이디(2)(2')가 부착되어진 알루미늄 기판(3)이 내장되는 것으로서,

상기한 고광도 엘이디(2)(2')의 발광방향은 커버렌즈(10)를 향하도록 부착되 어지고, 그 각각의 고광도 엘이디(2)(2')에는 빛의 직선성 및 확장성을 증대시키는 별도의 내부렌즈(50)가 각각 결합되어 있는 것이다.

특히, 상기한 고광도 엘이디(2)(2')가 부착되어지는 알루미늄 기판(3)은 상기 엘이디(2)(2')로부터 발생하는 고온의 열을 신속하게 흡수하여 전달하는 역할을 하는 것으로서, 알루미늄 기판(3)으로부터 흡수된 열은 그 알루미늄 기판(3)의 배면에 위치하는 열전모듈(4;TE Module)에 의해 고온의 열을 집중적으로 흡수하게 된다.

이렇게 흡수된 열은 열전모듈(4)의 이면에 위치하는 알루미늄으로 된 열전도체(5)를 통해 다시 전달되어, 전체가 알루미늄으로 된 방열체(20)의 내측면을 통해 그 전체로 열을 확산시키게 되는 것이다.

이때, 상기한 열전도체(5)와 방열체(20)가 서로 맞닿는 부분에는 상대적으로 더욱 고온의 열이 발생하게 되는데, 이러한 고온의 열은 방열체(20)의 중앙에 위치한 요홈부(21) 내측의 방열팬(30)에 의해 강제 송풍시켜 방열시키는 것으로서,

상기한 방열팬(30)이 작동함에 따라 그 집중 고온부에서 발생하는 열기를 외기로 토출시키게 되는 것이다.

이때, 상기한 방열팬(30)이 위치한 방열체(20)의 외표면에는 도 4 및 도 5의 도시와 같이 요홈조로 된 사방의 방열부(23)(23')가 형성되어 있는데, 상기한 방열부(23)(23')는 복수개의 방열핀(22)(22')으로 이루어져 있고, 그 방열핀(22)(22')은 외부로 노출되지 않도록 경사상의 요홈조 형태로 구성된다.

또한, 상기한 방열팬(30)과 그 방열부(23)(23')의 일부를 상측으로부터 커버 링하기 위한 별도의 덮개(40)가 그 방열체(20)에 결합되는데, 상기한 덮개(40)에 의해 방열팬(30)으로부터 토출되는 고온의 열기는 상기한 방열부(23)(23')를 통해서만 배출되는 것이므로, 토출되는 고온의 열기는 상기 방열부(23)(23')의 방열핀(22)(22')에 열접촉하면서 그 방열면적이 크게 확대되므로 더욱 신속한 방열이 이루어지는 것이다.

또한, 상기한 방열체(20)는 알루미늄으로 제작되므로 열전도성이 매우 뛰어나 그 내측의 열기를 흡수하여 외기로 방열하게 되는데, 상기한 방열체(20) 자체의 열기가 다시 내측의 엘이디(2)(2') 및 기판(3)에 영향을 끼칠 수도 있는 것으로서,

이를 방지하기 위해 상기한 기판(3)의 배면과 방열체(20)의 내측 사이에는 별도의 단열재(6)(6')를 충전하여 상기 열체(20)로부터의 방출열이 다시 역전도되는 것을 방지하므로, 상기한 고광도 엘이디(2)(2')로부터 발생하는 고온의 열은 온전하게 모두 외부로 방열되는 것이다.

따라서, 도 6의 도시와 같이 고광도 엘이디(2)(2')로부터 발생하는 열기는 일차적으로 알루미늄 기판(3)을 통해 흡수되고, 그 알루미늄 기판(3)의 열은 열전모듈(4)을 통해 집중적으로 흡수되어 열전도체(5)를 매개로 하여 알루미늄의 방열체(20)로 확산 전도되는 것이다.

이렇게 전도된 열은 방열체(20) 자체의 방열작용 및 그 중앙의 방열팬(30) 및 방열부(23)(23')에 의해 강제적인 방열이 이루어지므로 더욱 신속한 방열효과를 얻게 되는 것이다.

또한, 상기한 방열부(23)(23')에 형성된 방열핀(22)(22')은 그 중앙으로부터 외측으로 점차 경사상으로 형성함으로서, 그 엘이디 램프 조립체가 외부로 노출되어 있을 경우 빗물이 유입되는 것을 어느 정도 방지할 수 있도록 구성되어 지며,

상기한 방열체(20)의 요홈부(21)로 빗물이 유입되는 경우를 대비하여, 그 요홈부(21)로부터 외측으로 관통되는 별도의 배수공(24)을 더 형성하여 보다 안정적인 사용을 가능케 하는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 방열작용에 의해 그 설계의 용이성 및 적용분야 및 적용형태를 다양하게 변경할 수 있으므로, 자동차의 헤드 램프 및 리어 콤비네이션 램프, 가로등, 각종 조명등의 광원으로 사용할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명 효율적인 방열구조를 갖는 고광도 엘이디 램프 조립체는, 고광도 엘이디로부터 발생하는 고열이 상기 열전모듈 및 열전도체를 통해 알루미늄의 방열체로 신속하게 전도되게 하고, 전도된 열은 방열체 자체의 방열은 물론 상기 열전도체로부터 집중된 고열을 방열팬과 방열핀을 통해 외부로 방출하여 매우 효과적인 방열작용이 이루어지게 함으로서, 고광도의 엘이디를 사용함에 있어 효과적인 방열에 의한 효율적인 설계 및 구조의 선택이 가능한 것이며, 다양한 분야에 모두 안정적으로 적용할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

투명의 커버렌즈(10)와 알루미늄재로 된 방열체(20)를 결합하여 그 내측공간(1)을 형성하고, 그 내측공간(1)에는 복수개의 고광도 엘이디(2)(2')가 커버렌즈(10)를 향하여 부착되어진 알루미늄 기판(3)을 내장하되,

알루미늄 기판(3)의 배면 중앙에는 열전모듈(4)을 면접촉되게 부착하고, 그 열전모듈(4)의 일측에는 금속재의 열전도체(5)를 부착하여 그 열전도체(5)의 일면이 상기 방열체(20)의 저면에 면접촉되게 하며, 상기 알루미늄 기판(3)의 배면과 방열체(20) 내측의 공간부에는 단열재(6)(6')를 충전하며,

상기 방열체(20)의 외측 중앙에는 요홈부(21)를 형성하고, 그 요홈부(21)에는 방열팬(30)을 장착하며, 상기 요홈부(21)를 기준으로 방열체(20)의 외측면에는 복수개의 방열핀(22)(22')이 요홈상으로 형성된 방열부(23)(23')를 사방으로 형성하고, 상기 방열팬(30)과 방열부(23)(23')의 일부를 커버링하는 별도의 덮개(40)를 상기 방열체(20)의 중앙에 결합하여 구성됨을 특징으로 하는 효율적인 방열구조를 갖는 고광도 엘이디 램프 조립체.
제 1항에 있어서,

방열부(23)(23')의 방열핀(22)(22')은, 그 중앙으로부터 외측으로 점차 하향의 경사상으로 형성하여 빗물의 유입이 방지되게 구성함을 특징으로 하는 효율적인 방열구조를 갖는 고광도 엘이디 램프 조립체.
제 1항에 있어서,

방열체(20)의 요홈부(21)로부터 외측으로 관통된 별도의 배수공(24)을 형성하여, 그 요홈부(21)로 유입된 빗물이 용이하게 배수되게 구성함을 특징으로 하는 효율적인 방열구조를 갖는 고광도 엘이디 램프 조립체.